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Bobby Brown
更新 2026-06-24
Hastelloy C  (哈氏合金):特性、化學耐受性表

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什麼是哈氏合金 (Hastelloy C)?

Hastelloy 中文哈氏合金,是美國 Haynes International  3(海恩斯)研發製造的一種超低碳型鎳基耐蝕合金,主要由鎳(Ni)、鉬(Mo)和鉻(Cr)組成。哈氏合金因其優越的耐高溫性能、抗氧化性及焊縫熱影響區耐腐蝕性,被廣泛應用於農業化工、核設施、生物製藥等苛刻工業環境中。

在濕氧、亞硫酸、醋酸、甲酸和強氧化鹽等介質中,哈氏合金展現出優異的耐均勻腐蝕性及耐晶間腐蝕性。哈氏合金的導電率和導熱係數較低碳鋼低得多,但電阻率和膨脹率都比低碳鋼高得多,系統設計時須納入考量。 


哈氏合金主要牌號

哈氏合金 (Hastelloy C) 家族包含多個不同牌號,各自具有不同的耐蝕性能表現。三個最常被工業選用的牌號為 C-276、C-22 及 C-4,彼此並不可互換。

Hastelloy C-276

應用最廣泛

化學耐受範圍最廣的牌號,對氧化性酸、還原性酸、含氯介質、點蝕及縫隙腐蝕均具良好抵抗力。為首款設計為免焊後熱處理即可使用的 Ni-Cr-Mo 合金,擁有逾 50 年工業應用實績。 

適合: 一般化工製程、混合介質、含氯化物流體。

Hastelloy C-22

強氧化性介質

鉻含量較高(22%,C-276 為 16%),在強氧化性環境中的耐蝕性優於 C-276,對局部腐蝕的防護能力亦更強。常作為 C-276 母材焊接時的填充金屬,補強焊縫最脆弱處的耐蝕性。 

適合: 強氧化性酸、混合酸環境、焊接接頭要求嚴格的應用。

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Hastelloy C-4

高溫穩定性

針對 650–1040°C 高溫服役優化,較低的鎢含量可降低長期高溫下的晶界析出風險,維持機械性能與耐蝕性。哈氏合金主要包括鎳鉬系 Hastelloy B-2 及鎳鉻鉬系 Hastelloy C-4 等系列。 

適合: 高溫服役環境、需長期微觀組織穩定性的應用。


哈氏合金化學和物理性質

哈氏合金的力學性能非常突出,具有高強度和高韌性的特點。然而,這也使其在機械加工方面有一定難度,並具有極強的應變硬化傾向——當變形率達到 15% 時,應變硬化程度約為 18-8 不鏽鋼的兩倍。哈氏合金還存在中溫敏化區,敏化傾向隨變形率的增加而增大。 

哈氏合金具有優異的抗氧化性和耐腐蝕性。它能抵抗亞硫酸、醋酸、甲酸和強氧化鹽等介質的腐蝕,並具有良好的焊縫熱影響區耐腐蝕性,使其在焊接應用中非常可靠,多數化工設備可在免焊後熱處理的狀態下直接投入使用。

下表比較哈氏合金中最常選用的兩個牌號——C-276 與 C-22 的物理與機械性能。成分差異直接影響耐蝕性能:C-22 鉻含量較高、鉬含量較低,在氧化性介質中表現更優;C-276 鉬含量較高,在還原性環境中更具優勢。數值均為退火態加工材料。C-276 數值為 ASTM 最小規格值,來源:Haynes International 及 ASTM B622;1 C-22 數值來源:Haynes International C-22 數據表及手冊。2 C-4 特性請參閱 Haynes International C-4 數據表。 

性能 C-276(UNS N10276) C-22(UNS N06022)
基本成分 Ni 57%(餘量)、Mo 16%、Cr 16%、W 4%、Fe 5% Ni 56%(餘量)、Cr 22%、Mo 13%、W 3%、Fe 3%
密度 8.89 g/cm³ 8.69 g/cm³
抗拉強度 690 MPa 最小值(ASTM) 800 MPa 平均值(薄板,室溫)
降伏強度 283 MPa 最小值(ASTM) 407 MPa 平均值(薄板,室溫)
延伸率 40% 最小值(ASTM) 57% 平均值(薄板,室溫)
熔點範圍 1325–1370°C 1357–1399°C
最高使用溫度(腐蝕環境) 約 400°C(750°F)——兩者相同
熱傳導率 10.5 W/m·K(50°C) 約 10.1 W/m·K(50°C)
電阻率 1.23 μΩ·m(室溫) 1.22 μΩ·m(室溫)
主要優勢 最廣泛的化學耐受性;適合還原性及混合介質 強氧化性介質;優異的抗氯化物點蝕性

哈氏合金應用領域

Hastelloy 因具有優異的耐高溫性能、抗氧化性和耐腐蝕性,是多種苛刻工業應用的理想材料。哈氏合金 (Hastelloy C) 系列主要應用領域包括:

  • 農業化工:製造接觸強腐蝕性介質的化工設備材料,能在氧化性與還原性混合環境中長期穩定運行
  • 生物製藥:製造醫療器械和藥品生產設備,對有機酸、氧化劑及反應副產物均具良好耐受性
  • 核設施:因能在高輻射和高溫環境中保持穩定,用作核反應堆中的結構材料
  • 半導體與濕製程:化學品輸送系統及濕式工作台元件,接觸強酸鹼化學品的場合
  • 廢氣污染防治(FGD):接觸酸性氣體與漿料的脫硫系統
  • 紙漿與造紙:含氯漂白製程設備

哈氏合金耐化表

如何看 LORRIC 耐化表

  • 符號說明:OK:實驗環境中無不良反應;△:須經實際測試方可決定是否可使用;X:強烈反應,不建議使用;N/A:無相關資料可供參考
  • 此表格僅代表單一化學品對本質材在實驗室環境中短期測試的結果。若一次使用兩種以上化學品,或需長時間耐化,請依照實際使用經驗選購。
  • 此耐化表為 LORRIC 就原廠提供之資料及網路資料整理而成,請客戶依照實際經驗選購,本公司無法承諾實際使用結果。
OK 建議使用
需測試確認
X 不建議使用
N/A 資料不足
注意:本表僅反映單一化學品在實驗室短期接觸條件下的結果。多種化學品混用、高溫或高濃度條件下,相容性可能顯著不同。選材前請在實際製程條件下進行驗證,或諮詢 LORRIC 技術團隊
分類 英文名稱 中文名稱 Hastelloy C
有機酸 Acetic acid 乙酸 OK (20%)
Acetic acid, glacial 冰醋酸 OK
Acetic anhydride 醋酸酐 OK
Citric acid 檸檬酸 OK
有機化合物 Acetaldehyde 乙醛 OK
Acetone 丙酮 OK
Methyl alcohol 甲醇 OK
Aniline 苯胺 OK
Benzaldehyde 苯甲醛 N/A
Benzene OK
Benzyl alcohol 苯甲醇 N/A
Benzyl chloride 氯化苯 N/A
Corn oil 穀物油 N/A
Ethanol 乙醇 OK
Ethylene glycol 乙二醇-(1,2) OK
Fatty acid 脂肪酸 OK
Formaldehyde 甲醛 OK (40%)
Formic acid 蟻酸 OK
Hexane 己烷 N/A
Lactic acid 乳酸 OK
Methanol 甲醇 OK
Paraffin oil 有機溶劑 N/A
Petroleum 有機溶劑 N/A
Phenol OK (<50°C)
Propane, liq 丙烷 N/A
Propanol 丙醇 OK
Stearic acid 十八(烷)酸 OK
Tannic acid 鞣酸 N/A
Tartaric acid 酒石酸 OK
Toluene 甲苯 N/A
Urea 碳醯胺(尿素)
無機化合物 Ammonia OK
Ammonium chloride 氯化銨 OK
Ammonium hydroxide 氫氧化氨 OK
Ammonium nitrate 硝酸銨 OK
Ammonium sulfate 硫酸銨 OK
Aqua regia 王水 X
Barium chloride 氯化鋇 OK
Barium hydroxide 氫氧化鋇 OK
Brine 鹽水 OK
Calcium Chloride 氯化鈣 OK
Calcium hydroxide 氫氧化鈣 OK
Carbonic acid 碳酸 OK
Chloric acid 氯酸 OK
Chlorine OK
Detergent 清潔劑 N/A
Hydrobromic acid 氫溴酸 N/A
Hydrochloric acid 氫氯酸/鹽酸 N/A
Hydrofluoric acid 氫氟酸 N/A
Hydrogen peroxide 過氧化氫 OK (30%)
Nitric acid 硝酸 OK (5%)
Phosphoric acid 磷酸 N/A
Potassium hydroxide 氫氧化鉀 OK
Potassium nitrate 硝酸鉀 OK
Potassium sulfate 硫酸鉀 OK
Sodium carbonate 碳酸鈉 OK
Sodium hydroxide 氫氧化鈉 N/A
Sodium nitrate 硝酸鈉 N/A
Sulfuric acid 硫酸 OK (40% @ <80°C)  OK (90%)
Sulfur dioxide 二氧化硫 OK

常見問題

哈氏合金 Hastelloy C-276、C-22 與 C-4 有什麼差別?

三者同屬哈氏合金 (Hastelloy C) 家族,但不可互換。C-276 化學耐受範圍最廣,適合大多數一般化工製程。C-22 鉻含量較高,在強氧化性介質中表現更優,亦常作為 C-276 焊接填充金屬。C-4 專為 650–1040°C 高溫穩定性設計,哈氏合金主要包括鎳鉬系 Hastelloy B-2 和鎳鉻鉬系 Hastelloy C-4 等。牌號選用應根據實際化學環境、溫度及製造要求決定。

哈氏合金耐鹽酸嗎?

在低濃度及較低溫度下可耐受,但牌號與製程條件的影響相當顯著。C-22 實驗室數據顯示:1% 鹽酸在約 93°C 以下腐蝕速率低於 0.1 mm/年;5% 鹽酸在 38°C 下低於 0.01 mm/年,表現優異。.2 濃度超過 5% 後腐蝕速率隨溫度急劇上升:5% 鹽酸在 66°C 時達 0.44 mm/年;10% 鹽酸在 66°C 時達 0.98 mm/年。2 C-276 較高的鉬含量在還原性鹽酸環境中提供相近的耐蝕能力。1 兩者均不建議用於高濃度鹽酸高溫環境。選材前務必在實際製程條件下進行驗證,或洽詢 LORRIC 技術團隊

哈氏合金與一般不鏽鋼有何不同?

哈氏合金 (Hastelloy C) 在含氯化物環境、還原性酸及混合介質中的耐蝕性能遠優於 316 不鏽鋼。代價是材料成本較高且加工硬化速率較快。一般腐蝕環境選用 316 不鏽鋼通常足夠;在苛刻腐蝕或混合介質條件下,哈氏合金才是正確選擇。可參考AISI 316 化學耐受性表進行對比。

哈氏合金適合哪些苛刻工業環境?

Hastelloy 因具有優異的耐高溫性能、抗氧化性和耐腐蝕性,是多種苛刻工業應用的理想材料:可用於製造農業化工設備、醫療器械和藥品生產設備,也因能在高輻射和高溫環境中保持穩定,用作核反應堆結構材料,以及半導體、PCB 等濕式製程化學品輸送系統。

參考資料

  1. Haynes International. HASTELLOY® C-276 Alloy Datasheet(2023). haynesintl.com — C-276 數據表(PDF). 本頁 C-276 物理、機械性能及腐蝕速率數據之來源。
  2. Haynes International. HASTELLOY® C-22® Alloy Brochure(2023). haynesintl.com — C-22 手冊(PDF). 本頁 C-22 成分、物理性能、機械性能及腐蝕速率數據之來源。
  3. Hastelloy — Wikipedia. 哈氏合金系列及牌號歷史背景資料。
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